第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件

第三十章

氨基酸的分解代謝第三十章

氨基酸的分解代謝1一、蛋白質(zhì)的降解（一）內(nèi)源性蛋白質(zhì)降解的特點(diǎn)1、有選擇性2、細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)一、蛋白質(zhì)的降解（一）內(nèi)源性蛋白質(zhì)降解的特點(diǎn)2每天都有一定量的細(xì)胞內(nèi)蛋白被降解：—被異常修飾的非正常蛋白、突變蛋白—需及時(shí)滅活的具調(diào)節(jié)活性的蛋白（如關(guān)鍵酶）當(dāng)aa豐富時(shí)，蛋白降解加速—食物蛋白供應(yīng)充足或過量—饑餓或糖尿病時(shí)無法獲得充足的糖做燃料每天都有一定量的細(xì)胞內(nèi)蛋白被降解：3細(xì)胞如何有選擇地降解“過期蛋白”，而不影響細(xì)胞的正常功能？?jī)?nèi)源過期蛋白質(zhì)水解氨基酸？泛肽識(shí)別并在溶酶體中水解（二）蛋白質(zhì)降解的反應(yīng)機(jī)制細(xì)胞如何有選擇地降解“過期蛋白”，而不影響細(xì)胞的正常功能？?jī)?nèi)4泛肽：76個(gè)氨基酸的小肽過期蛋白質(zhì)泛肽復(fù)合體溶酶體氨基酸泛肽泛肽：76個(gè)氨基酸的小肽過期蛋白質(zhì)泛肽復(fù)合體溶酶體氨基酸5被標(biāo)記后的內(nèi)源蛋白質(zhì)50~500nm各種水解酶單層膜游離于細(xì)胞質(zhì)中，過于微小難以觀察小分子單元溶酶體白細(xì)胞殺菌時(shí)被該細(xì)菌同樣溶解白細(xì)胞殺菌、細(xì)胞自溶也與之有關(guān)被標(biāo)記后的內(nèi)源蛋白質(zhì)50~500nm各種水解酶單層膜游離于細(xì)6蛋白質(zhì)降解的泛肽途徑E1-S-E1-SHE2-S-E1-SHE2-SHE2-SHATPAMP+PPiE3多泛肽化蛋白ATP26S蛋白酶體20S蛋白酶體ATP19S調(diào)節(jié)亞基去折疊水解E1：泛肽活化酶E2：泛肽載體蛋白

E3：泛肽-蛋白質(zhì)連接酶（ubiquitin）蛋白質(zhì)降解的泛肽途徑E1-S-E1-SHE2-S-E1-SH7蛋白質(zhì)的生理功能組織細(xì)胞重要的組成成分，維持組織、細(xì)胞的生長(zhǎng)，更新和修補(bǔ)組織參與多種重要的生理活動(dòng)(如酶、激素)

氧化供能（17.9KJ/g蛋白質(zhì)）可轉(zhuǎn)化為糖和脂肪等氨基酸為含氮化合物合成的提供氮源（三）機(jī)體對(duì)外源蛋白質(zhì)的需要及消化蛋白質(zhì)的生理功能組織細(xì)胞重要的組成成分，維持組織、8*總氮平衡：攝入氮=排出氮即蛋白質(zhì)分解與合成處于平衡，如成人*正氮平衡：攝入氮>排出氮即蛋白質(zhì)合成量多于分解量，如兒童、孕婦*負(fù)氮平衡：攝入氮<排出氮

即蛋白質(zhì)分解量多于合成量，如饑餓、消耗性疾病

食物攝入氮-(尿氮+糞氮)可反映體內(nèi)蛋白質(zhì)合成與分解的動(dòng)態(tài)關(guān)系氮平衡*總氮平衡：攝入氮=排出氮*正氮平衡：攝入氮>排出氮*負(fù)氮平9蛋白質(zhì)的需要量成人每日最低需要量:

30～50g/d我國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的成人每日需要量:

80g/d揚(yáng)州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院蛋白質(zhì)的需要量成人每日最低需要量:30～50g/d我國(guó)營(yíng)10——取決于其含必需氨基酸種類及含量的多少必需氨基酸：機(jī)體不能合成、必需從食物中攝取：賴、纈、異亮、苯丙、蛋、亮、色、蘇氨酸非必需氨基酸：體內(nèi)可合成的氨基酸半必需氨基酸：嬰幼兒時(shí)期合成量不能滿足需要

組氨酸和精氨酸蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值——取決于其含必需氨基酸種類及含量的多少必需氨基酸：機(jī)11

氮的保留量BV=100%氮的吸收量蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用

指營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低的蛋白質(zhì)若與必需氨基酸互相補(bǔ)充混合食用時(shí)則可大大提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。蛋白質(zhì)的生理價(jià)值（BV）：指食物蛋白的利用率蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的化學(xué)評(píng)分氮的保留量蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用指營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低的蛋12

蛋白來源重量%單食時(shí)BV混食時(shí)BV——————————————————————豆腐干426577面筋5867——————————————————————小麥3967小米135789

牛肉2669大豆2264

—————————————————混合食物蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用混合食物蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用13水解胞外酶氨基酸

吸收入作為氮源和能源進(jìn)行代謝蛋白質(zhì)不能儲(chǔ)備外源蛋白質(zhì)水解胞外酶氨基酸吸收入作為氮源和能源進(jìn)行代謝蛋白質(zhì)不能儲(chǔ)備14第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件151、蛋白質(zhì)的消化內(nèi)肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶（水解蛋白質(zhì)內(nèi)部肽鍵）外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶（從肽鏈兩端開始水解肽鍵）主要的酶類：據(jù)水解肽鍵部位的不同分為兩類：1、蛋白質(zhì)的消化內(nèi)肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、外肽酶：氨基肽酶16NH3+—

NH3+—COO-—COO-—外切酶—氨肽酶隨機(jī)內(nèi)切酶特定氨基酸間限制性內(nèi)切酶外切酶—羧肽酶最終產(chǎn)物—氨基酸NH3+—NH3+—COO-—COO-—外17胃蛋白酶原H+

蛋白質(zhì)

多肽（主）酶原的激活水解2、消化過程（1）胃中消化胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶原H+酶原的激活水解2、消化過程（1）胃中消化胃蛋18

胰蛋白酶原

腸激酶

糜蛋白酶彈性蛋白酶羧基肽酶（+）蛋白質(zhì)

肽

氨基酸內(nèi)肽酶外肽酶

酶原的激活

胰蛋白酶水解（2）小腸內(nèi)消化（主要部位）胰蛋白酶原腸激酶19消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg20（1）

主要部位：小腸A氨基酸運(yùn)載蛋白堿性氨基酸運(yùn)載蛋白酸性氨基酸運(yùn)載蛋白亞氨基酸運(yùn)載蛋白B-谷氨酸循環(huán)（2）

吸收機(jī)制中性氨基酸運(yùn)載蛋白3、氨基酸的吸收（1）主要部位：小腸A氨基酸運(yùn)載蛋白堿性氨基酸運(yùn)載蛋白酸21氨基酸-谷氨酰基轉(zhuǎn)移酶谷胱甘肽半胱氨酰甘氨酸-谷氨酰氨基酸-谷氨酸環(huán)化酶5-氧脯氨酸氨基酸谷胱甘肽合成酶甘氨酸-谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰半胱氨酸合成酶谷氨酸5-氧脯氨酸酶半胱氨酸肽酶細(xì)胞膜細(xì)胞內(nèi)||||||||||||||||||||||細(xì)胞外-谷氨?；h(huán)—氨基酸吸收氨-谷谷胱半胱氨酰甘氨酸-谷氨酰-谷氨酸5-氧脯氨基酸22GeneralMetabolismofAminoAcid氨基酸代謝庫(kù)(metabolicpool)食物蛋白質(zhì)消化吸收組織蛋白質(zhì)分解合成合成脫氨基作用NH3α-酮酸尿素糖氧化供能酮體脫羧基作用CO2胺類其他含氮化合物(purine,pyrimide)轉(zhuǎn)變GeneralMetabolismofAminoAc23二、氨基酸的分解代謝二、氨基酸的分解代謝24氨基酸α酮酸1、氧化：CO2、H2O、ATP2、提供可轉(zhuǎn)化為G（燃料）的3碳和4碳單位NH4+1、再利用生成AA2、排泄：

NH4+、尿素、尿酸氨基酸α酮酸NH4+25（一）脫氨基作用

(DeaminationofAminoAcid)（一）脫氨基作用

(DeaminationofAmino261、轉(zhuǎn)氨基作用

氨基轉(zhuǎn)移酶(aminotransferase)

轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)(Donoraminoacid)(Newaminoacid)(Newketoacid)(Accepterketoacid)(transaminase)1、轉(zhuǎn)氨基作用(Donoraminoacid)(New27（1）體內(nèi)比較重要的轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)：①（1）體內(nèi)比較重要的轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)：①28谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamicpyruvictransaminase,GPT)

谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamicoxaloacetictransaminase,GOT)

GluPyruvateα-Ketoglutarate(α-KG)AlaGPT②谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamicpyruvictransam29(主要是肌肉)（3）葡萄糖-丙氨酸循環(huán)各組織細(xì)胞脫氨NH3谷氨酸α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸丙氨酸谷氨酰胺血液肝臟脫氨，轉(zhuǎn)化為排泄形式以Gln、Ala轉(zhuǎn)運(yùn)氨經(jīng)濟(jì)性高效（一舉兩得）肌肉劇烈運(yùn)動(dòng)丙酮酸NH3丙氨酸糖異生糖原脫氨酵解蛋白質(zhì)分解產(chǎn)能(主要是肌肉)（3）葡萄糖-丙氨酸循環(huán)各組織細(xì)胞脫氨NH3谷30L-氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及腎臟，輔基為FMN）D-氨基酸氧化酶（活性強(qiáng)，但體內(nèi)D-氨基酸少，輔基為FAD）氨基酸氧化脫氨的主要酶：2、（谷氨酸的）氧化脫氨基L-谷氨酸脫氫酶L-氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及腎臟，D-氨基酸氧化酶（31氨基酸+FAD+H2O

α-酮酸+NH3+FADH2FADH2+O2

FAD+H2O

D或L氨基酸氧化酶氨基酸+FAD+H2OFAD32L-Glu氧化脫氨基作用

L-谷氨酸脫氫酶(L-glutamatedehydrogenase）分布：Liver，Kidney，Brain不需氧脫氫酶，輔酶：NAD+orNADP+(－)：GTP、ATP(＋)：GDP、ADPL-Glu氧化脫氨基作用L-谷氨酸脫氫酶(L-glutam33第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件34+H2O_H2O+

NH3-酮戊二酸L-谷氨酸L-谷氨酸脫氫酶

NAD+NADH+H+L-谷氨酸氧化脫氨基作用+H2O_H2O+NH3-酮戊二酸L-谷氨酸L35（三）脫酰胺基作用（三）脫酰胺基作用36（四）非氧化脫氨基反應(yīng)主要在微生物中進(jìn)行1、還原脫氨基（四）非氧化脫氨基反應(yīng)主要在微生物中進(jìn)行372、脫水脫氨基2、脫水脫氨基383、裂解脫氨基3、裂解脫氨基39轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨酶種類多、分布廣、活性高但氨基酸沒有真正脫掉氨基氧化脫氨基作用氨基酸氧化酶只有Glu脫氫酶分布廣、活性高，但肌肉缺乏——不是體內(nèi)主要的脫氨基方式轉(zhuǎn)氨基作用40最佳脫氨基的方式是？聯(lián)合脫氨基=轉(zhuǎn)氨基+氧化脫氨基①轉(zhuǎn)氨酶與Glu脫氫酶的聯(lián)合脫氨基肝、腦、腎②嘌呤核苷酸循環(huán)肌肉、腦、腎最佳脫氨基的方式是？41（五）聯(lián)合脫氨基作用α-KG谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶谷氨酸脫氫酶（五）聯(lián)合脫氨基作用α-KG谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶谷氨酸脫氫酶42肌肉、肝、腦、腎中的嘌呤核苷酸循環(huán)肌肉、肝、腦、腎中的嘌呤核苷酸循環(huán)43產(chǎn)物腺苷酸琥珀酸草酰乙酸嘌呤核苷酸循環(huán)谷氨酸α-酮戊二酸轉(zhuǎn)氨酶α-氨基酸α-酮酸NH3NH3天冬氨酸次黃嘌呤核苷酸H2ONH3H2ONAD+NADH+H+腺苷酸延胡索酸蘋果酸谷-草轉(zhuǎn)氨酶H2O反應(yīng)物產(chǎn)物腺苷酸琥珀酸草酰乙酸嘌呤核苷酸循環(huán)谷氨酸α-酮戊二酸轉(zhuǎn)44嘌呤核苷酸循環(huán)

（purinenucleotidecycle）嘌呤核苷酸循環(huán)

（purinenucleotidecyc45（六）氨基酸的脫羧基作用1、直接脫羧基PLP（六）氨基酸的脫羧基作用1、直接脫羧基PLP462、羥化脫羧基2、羥化脫羧基47蛋白質(zhì)腐敗胺類(amines)的生成組胺、γ氨基丁酸等生理活性物質(zhì)氨(ammonia)的生成

其它有害物質(zhì)的生成苯酚、吲哚、硫化氫等蛋白質(zhì)腐敗胺類(amines)的生成48第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件49第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件50有毒！L-谷氨酸脫氫酶NAD++H2ONADH+H++NH4+α-谷氨酸α-酮戊二酸谷氨酸氧化脫氨(七)氨的轉(zhuǎn)運(yùn)與排泄血氨過高可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒！有毒！L-谷氨酸脫氫酶NAD++H2ONADH+H++NH4511、體內(nèi)氨的來源AminoAcid脫氨基(Deamination)腸道細(xì)菌的腐敗作用與尿素(Urea)的分解腎小管上皮分泌—Gln的分解1、體內(nèi)氨的來源腎小管上皮分泌—Gln的分解52若外環(huán)境NH3大量進(jìn)入細(xì)胞，或細(xì)胞內(nèi)NH3大量積累α酮戊二酸大量轉(zhuǎn)化NADPH大量消耗TCA循環(huán)中斷，能量供應(yīng)受阻，某些敏感器官（如神經(jīng)、大腦）功能障礙表現(xiàn)：語言障礙、視力模糊、昏迷、死亡三羧酸循環(huán)丙酮酸α酮戊二酸2、氨中毒的可能機(jī)制L-谷氨酸脫氫酶NAD++H2ONADH+H++NH4+

α-谷氨酸

α-酮戊二酸？若外環(huán)境NH3大量進(jìn)入細(xì)胞，或細(xì)胞內(nèi)NH3大量積累α酮戊二酸53第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件54血氨正常參考值：5.54～65mol/L降低血氨的措施：

限制蛋白進(jìn)食量給于腸道抑菌藥物給予Glu使其與氨結(jié)合為Gln血氨正常參考值：5.54～65mol/L553、氨的轉(zhuǎn)運(yùn)Gln合成酶γ谷氨酰磷酸Gln合成酶以中性Gln形式轉(zhuǎn)運(yùn)肝臟3、氨的轉(zhuǎn)運(yùn)Gln合成酶γ谷氨酰磷酸Gln合成酶以中性Gln564、氨的排泄4、氨的排泄57水生生物直接擴(kuò)散脫氨（NH3）哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素各種生物根據(jù)安全、價(jià)廉的原則排氨直接排氨，不消耗能量；排氨形式越復(fù)雜、越耗能？體內(nèi)水循環(huán)迅速，NH3濃度低，擴(kuò)散流失快，毒性小。？體內(nèi)水循環(huán)較慢，NH3濃度較高，需要消耗能量使其轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)單，低毒的尿素形式。水生生物直接擴(kuò)散脫氨（NH3）哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素各種生物根58鳥類、爬蟲排尿酸均來自轉(zhuǎn)氨不溶于水毒性很小需更多能量為什么這類生物如此排氨？水循環(huán)太慢，保留水分同時(shí)不中毒，付出高能量代價(jià)。高等植物，以Gln/Asn形式儲(chǔ)存氨，不排氨。鳥類、爬蟲排尿酸均來自轉(zhuǎn)氨不溶于水為什么這類生物如此排氨？水591932年HansKrebs提出尿素循環(huán)(ureacycle)鳥氨酸循環(huán)(ornithinecycle)5、尿素(urea)的生成1932年HansKrebs提出尿素循環(huán)(ureacyc60實(shí)驗(yàn)：動(dòng)物切除肝臟，輸入AA后，血氨濃度升高動(dòng)物保留肝臟、切除腎臟，輸入AA后，血中尿素濃度升高動(dòng)物肝臟、腎臟同時(shí)切除，輸入氨基酸后，血中尿素含量較低，但血氨濃度升高結(jié)論：肝臟是合成尿素的主要器官實(shí)驗(yàn)：61第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件62UreaBiosynthesis-1氨基甲酰磷酸(Carbamoylphosphate)CPS-ⅠAGA（1）氨基甲酰磷酸的合成：氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ

(carbamoylphophatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)(N-acetylglutamaticacid,AGA)UreaBiosynthesis-1氨基甲酰磷酸CPS-63反應(yīng)部位：線粒體蛋白質(zhì)降解轉(zhuǎn)氨反應(yīng)Glu濃度AGA最終促進(jìn)CPSⅠ活性反應(yīng)部位：線粒體蛋白質(zhì)降解轉(zhuǎn)氨反應(yīng)Glu濃度A64第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件65UreaBiosynthesis-2（2）瓜氨酸的合成(Carbamoylphosphate)(Ornithine)(Citrulline)UreaBiosynthesis-2（2）瓜氨酸的合成(66UreaBiosynthesis-3（3）精氨酸的合成（胞質(zhì)）(Citrulline)(Asp)(Argininosuccinate)(Argininosuccinate)(Arginine)(Fumarate)UreaBiosynthesis-3（3）精氨酸的合成（67第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件68第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件69UreaBiosynthesis-4（4）精氨酸水解生成尿素(Arginine)(Urea)(Ornithine)UreaBiosynthesis-4（4）精氨酸水解生成70第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件71第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件72尿素生成的要點(diǎn)亞細(xì)胞定位：線粒體與細(xì)胞質(zhì)限速酶：氨甲酰磷酸合成酶耗能過程：4ATP/ureaN與C來源：氨基酸脫氨和CO2尿素合成的調(diào)節(jié)食物蛋白質(zhì)的影響CPS-Ⅰ的調(diào)節(jié)尿素合成酶系的調(diào)節(jié)尿素生成的要點(diǎn)73第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件74尿素循環(huán)部位——肝臟細(xì)胞氨基酸（外來的或自身的）α-酮戊二酸（轉(zhuǎn)氨作用）谷氨酸谷氨酸α酮戊二酸NH4+CO22ADP+Pi+H+2ATPPi鳥氨酸瓜氨酸氨甲酰磷酸Pi瓜氨酸轉(zhuǎn)氨基—氨精氨琥珀酸ATPAMP+PPi延胡索酸鳥氨酸精氨酸H2O尿素消耗4ATP能量尿素循環(huán)部位——肝臟細(xì)胞氨基酸（外來的或自身的）α-酮戊二75三、氨基酸碳骨架的氧化途徑

生成non-essentialaminoacid

轉(zhuǎn)變成Carbohydrate及Lipids生糖氨基酸(glucogenicaminoacid)生酮氨基酸(ketogenicaminoacid)

生糖兼生酮氨基酸(glucogenicandketogenicaminoacid)

氧化供能三、氨基酸碳骨架的氧化途徑生成non-essenti76碳骨架的氧化異檸檬酸檸檬酸延胡索酸蘋果酸草酰乙酸CoASH三羧酸循環(huán)乙酰CoAα-酮戊二酸琥珀酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸賴氨酸色氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸丙酮酸精氨酸組氨酸谷氨酰胺脯氨酸谷氨酸異亮氨酸甲硫氨酸纈氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬酰胺谷氨酰胺碳骨架的氧化異檸檬酸檸檬酸延胡索酸蘋果酸草酰乙酸CoASH三77氧化供能或轉(zhuǎn)變成糖類及脂類氧化供能或轉(zhuǎn)變成糖類及脂類78生糖氨基酸：甘、絲、丙……等多種氨基酸生酮氨基酸：亮、賴、苯丙、色、酪

生酮兼生糖氨基酸：苯丙、酪生糖氨基酸：甘、絲、丙……等多種氨基酸生酮氨基酸：亮、賴、苯79（一）一碳單位(onecarbonunit,OCU)代謝概念：含一個(gè)碳原子的基團(tuán)四、由氨基酸產(chǎn)生的其他重要物質(zhì)methylmethylenemethenylformylformimino（一）一碳單位(onecarbonunit,OCU)代謝80葉酸、碟酰谷氨酸2-氨基-4-羥基-6-亞甲基蝶呤對(duì)氨基苯甲酸谷氨酸葉酸—蝶酰谷氨酸蝶酸葉酸、碟酰谷氨酸2-氨基-4-羥基-6-亞甲基蝶呤對(duì)氨基苯甲81谷氨酸葉酸存在形式——四氫葉酸功能：一碳單位脫除酶的輔酶?jìng)鬟f一碳基團(tuán)

谷氨酸葉酸存在形式——四氫葉酸82第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件83傳遞亞甲基谷氨酸谷氨酸傳遞甲基谷氨酸傳遞甲川基傳遞亞甲基谷氨酸谷氨酸傳遞甲基谷氨酸傳遞甲川基84第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件85第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件86第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件87第三十一章

氨基酸及其重要衍生物的合成代謝

第三十一章

氨基酸及其重要88必需——分解不可逆，缺乏碳骨架供給氨基酸由糖代謝中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化而來蛋白質(zhì)氨基酸非必需氨基酸(10種)糖必需氨基酸(10種)酮體動(dòng)物必需——分解不可逆，缺乏碳骨架供給氨基酸由糖代謝中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化89CO2+H2O戊糖磷酸途徑葡萄糖葡糖-6-磷酸3磷酸-甘油酸丙酮酸三羧酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)核糖-5-磷酸酵解組氨酸色氨酸苯丙氨酸酪氨酸絲氨酸半胱氨酸甘氨酸亮氨酸異亮氨酸纈氨酸丙氨酸草酰乙酸α-酮戊二酸天冬氨酸天冬酰胺甲硫氨酸蘇氨酸植物和部分微生物可以合成所有類型氨基酸谷氨酸谷氨酰胺賴氨酸精氨酸脯氨酸CO2+H2O戊糖磷酸途徑葡萄糖葡糖-6-磷酸3磷酸-甘油酸90第三十章

氨基酸的分解代謝第三十章

氨基酸的分解代謝91一、蛋白質(zhì)的降解（一）內(nèi)源性蛋白質(zhì)降解的特點(diǎn)1、有選擇性2、細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)一、蛋白質(zhì)的降解（一）內(nèi)源性蛋白質(zhì)降解的特點(diǎn)92每天都有一定量的細(xì)胞內(nèi)蛋白被降解：—被異常修飾的非正常蛋白、突變蛋白—需及時(shí)滅活的具調(diào)節(jié)活性的蛋白（如關(guān)鍵酶）當(dāng)aa豐富時(shí)，蛋白降解加速—食物蛋白供應(yīng)充足或過量—饑餓或糖尿病時(shí)無法獲得充足的糖做燃料每天都有一定量的細(xì)胞內(nèi)蛋白被降解：93細(xì)胞如何有選擇地降解“過期蛋白”，而不影響細(xì)胞的正常功能？?jī)?nèi)源過期蛋白質(zhì)水解氨基酸？泛肽識(shí)別并在溶酶體中水解（二）蛋白質(zhì)降解的反應(yīng)機(jī)制細(xì)胞如何有選擇地降解“過期蛋白”，而不影響細(xì)胞的正常功能？?jī)?nèi)94泛肽：76個(gè)氨基酸的小肽過期蛋白質(zhì)泛肽復(fù)合體溶酶體氨基酸泛肽泛肽：76個(gè)氨基酸的小肽過期蛋白質(zhì)泛肽復(fù)合體溶酶體氨基酸95被標(biāo)記后的內(nèi)源蛋白質(zhì)50~500nm各種水解酶單層膜游離于細(xì)胞質(zhì)中，過于微小難以觀察小分子單元溶酶體白細(xì)胞殺菌時(shí)被該細(xì)菌同樣溶解白細(xì)胞殺菌、細(xì)胞自溶也與之有關(guān)被標(biāo)記后的內(nèi)源蛋白質(zhì)50~500nm各種水解酶單層膜游離于細(xì)96蛋白質(zhì)降解的泛肽途徑E1-S-E1-SHE2-S-E1-SHE2-SHE2-SHATPAMP+PPiE3多泛肽化蛋白ATP26S蛋白酶體20S蛋白酶體ATP19S調(diào)節(jié)亞基去折疊水解E1：泛肽活化酶E2：泛肽載體蛋白

E3：泛肽-蛋白質(zhì)連接酶（ubiquitin）蛋白質(zhì)降解的泛肽途徑E1-S-E1-SHE2-S-E1-SH97蛋白質(zhì)的生理功能組織細(xì)胞重要的組成成分，維持組織、細(xì)胞的生長(zhǎng)，更新和修補(bǔ)組織參與多種重要的生理活動(dòng)(如酶、激素)

氧化供能（17.9KJ/g蛋白質(zhì)）可轉(zhuǎn)化為糖和脂肪等氨基酸為含氮化合物合成的提供氮源（三）機(jī)體對(duì)外源蛋白質(zhì)的需要及消化蛋白質(zhì)的生理功能組織細(xì)胞重要的組成成分，維持組織、98*總氮平衡：攝入氮=排出氮即蛋白質(zhì)分解與合成處于平衡，如成人*正氮平衡：攝入氮>排出氮即蛋白質(zhì)合成量多于分解量，如兒童、孕婦*負(fù)氮平衡：攝入氮<排出氮

即蛋白質(zhì)分解量多于合成量，如饑餓、消耗性疾病

食物攝入氮-(尿氮+糞氮)可反映體內(nèi)蛋白質(zhì)合成與分解的動(dòng)態(tài)關(guān)系氮平衡*總氮平衡：攝入氮=排出氮*正氮平衡：攝入氮>排出氮*負(fù)氮平99蛋白質(zhì)的需要量成人每日最低需要量:

30～50g/d我國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的成人每日需要量:

80g/d揚(yáng)州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院蛋白質(zhì)的需要量成人每日最低需要量:30～50g/d我國(guó)營(yíng)100——取決于其含必需氨基酸種類及含量的多少必需氨基酸：機(jī)體不能合成、必需從食物中攝?。嘿?、纈、異亮、苯丙、蛋、亮、色、蘇氨酸非必需氨基酸：體內(nèi)可合成的氨基酸半必需氨基酸：嬰幼兒時(shí)期合成量不能滿足需要

組氨酸和精氨酸蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值——取決于其含必需氨基酸種類及含量的多少必需氨基酸：機(jī)101

氮的保留量BV=100%氮的吸收量蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用

指營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低的蛋白質(zhì)若與必需氨基酸互相補(bǔ)充混合食用時(shí)則可大大提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。蛋白質(zhì)的生理價(jià)值（BV）：指食物蛋白的利用率蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的化學(xué)評(píng)分氮的保留量蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用指營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低的蛋102

蛋白來源重量%單食時(shí)BV混食時(shí)BV——————————————————————豆腐干426577面筋5867——————————————————————小麥3967小米135789

牛肉2669大豆2264

—————————————————混合食物蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用混合食物蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用103水解胞外酶氨基酸

吸收入作為氮源和能源進(jìn)行代謝蛋白質(zhì)不能儲(chǔ)備外源蛋白質(zhì)水解胞外酶氨基酸吸收入作為氮源和能源進(jìn)行代謝蛋白質(zhì)不能儲(chǔ)備104第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件1051、蛋白質(zhì)的消化內(nèi)肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶（水解蛋白質(zhì)內(nèi)部肽鍵）外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶（從肽鏈兩端開始水解肽鍵）主要的酶類：據(jù)水解肽鍵部位的不同分為兩類：1、蛋白質(zhì)的消化內(nèi)肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、外肽酶：氨基肽酶106NH3+—

NH3+—COO-—COO-—外切酶—氨肽酶隨機(jī)內(nèi)切酶特定氨基酸間限制性內(nèi)切酶外切酶—羧肽酶最終產(chǎn)物—氨基酸NH3+—NH3+—COO-—COO-—外107胃蛋白酶原H+

蛋白質(zhì)

多肽（主）酶原的激活水解2、消化過程（1）胃中消化胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶原H+酶原的激活水解2、消化過程（1）胃中消化胃蛋108

胰蛋白酶原

腸激酶

糜蛋白酶彈性蛋白酶羧基肽酶（+）蛋白質(zhì)

肽

氨基酸內(nèi)肽酶外肽酶

酶原的激活

胰蛋白酶水解（2）小腸內(nèi)消化（主要部位）胰蛋白酶原腸激酶109消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg110（1）

主要部位：小腸A氨基酸運(yùn)載蛋白堿性氨基酸運(yùn)載蛋白酸性氨基酸運(yùn)載蛋白亞氨基酸運(yùn)載蛋白B-谷氨酸循環(huán)（2）

吸收機(jī)制中性氨基酸運(yùn)載蛋白3、氨基酸的吸收（1）主要部位：小腸A氨基酸運(yùn)載蛋白堿性氨基酸運(yùn)載蛋白酸111氨基酸-谷氨?；D(zhuǎn)移酶谷胱甘肽半胱氨酰甘氨酸-谷氨酰氨基酸-谷氨酸環(huán)化酶5-氧脯氨酸氨基酸谷胱甘肽合成酶甘氨酸-谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰半胱氨酸合成酶谷氨酸5-氧脯氨酸酶半胱氨酸肽酶細(xì)胞膜細(xì)胞內(nèi)||||||||||||||||||||||細(xì)胞外-谷氨?；h(huán)—氨基酸吸收氨-谷谷胱半胱氨酰甘氨酸-谷氨酰-谷氨酸5-氧脯氨基酸112GeneralMetabolismofAminoAcid氨基酸代謝庫(kù)(metabolicpool)食物蛋白質(zhì)消化吸收組織蛋白質(zhì)分解合成合成脫氨基作用NH3α-酮酸尿素糖氧化供能酮體脫羧基作用CO2胺類其他含氮化合物(purine,pyrimide)轉(zhuǎn)變GeneralMetabolismofAminoAc113二、氨基酸的分解代謝二、氨基酸的分解代謝114氨基酸α酮酸1、氧化：CO2、H2O、ATP2、提供可轉(zhuǎn)化為G（燃料）的3碳和4碳單位NH4+1、再利用生成AA2、排泄：

NH4+、尿素、尿酸氨基酸α酮酸NH4+115（一）脫氨基作用

(DeaminationofAminoAcid)（一）脫氨基作用

(DeaminationofAmino1161、轉(zhuǎn)氨基作用

氨基轉(zhuǎn)移酶(aminotransferase)

轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)(Donoraminoacid)(Newaminoacid)(Newketoacid)(Accepterketoacid)(transaminase)1、轉(zhuǎn)氨基作用(Donoraminoacid)(New117（1）體內(nèi)比較重要的轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)：①（1）體內(nèi)比較重要的轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)：①118谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamicpyruvictransaminase,GPT)

谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamicoxaloacetictransaminase,GOT)

GluPyruvateα-Ketoglutarate(α-KG)AlaGPT②谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamicpyruvictransam119(主要是肌肉)（3）葡萄糖-丙氨酸循環(huán)各組織細(xì)胞脫氨NH3谷氨酸α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸丙氨酸谷氨酰胺血液肝臟脫氨，轉(zhuǎn)化為排泄形式以Gln、Ala轉(zhuǎn)運(yùn)氨經(jīng)濟(jì)性高效（一舉兩得）肌肉劇烈運(yùn)動(dòng)丙酮酸NH3丙氨酸糖異生糖原脫氨酵解蛋白質(zhì)分解產(chǎn)能(主要是肌肉)（3）葡萄糖-丙氨酸循環(huán)各組織細(xì)胞脫氨NH3谷120L-氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及腎臟，輔基為FMN）D-氨基酸氧化酶（活性強(qiáng)，但體內(nèi)D-氨基酸少，輔基為FAD）氨基酸氧化脫氨的主要酶：2、（谷氨酸的）氧化脫氨基L-谷氨酸脫氫酶L-氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及腎臟，D-氨基酸氧化酶（121氨基酸+FAD+H2O

α-酮酸+NH3+FADH2FADH2+O2

FAD+H2O

D或L氨基酸氧化酶氨基酸+FAD+H2OFAD122L-Glu氧化脫氨基作用

L-谷氨酸脫氫酶(L-glutamatedehydrogenase）分布：Liver，Kidney，Brain不需氧脫氫酶，輔酶：NAD+orNADP+(－)：GTP、ATP(＋)：GDP、ADPL-Glu氧化脫氨基作用L-谷氨酸脫氫酶(L-glutam123第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件124+H2O_H2O+

NH3-酮戊二酸L-谷氨酸L-谷氨酸脫氫酶

NAD+NADH+H+L-谷氨酸氧化脫氨基作用+H2O_H2O+NH3-酮戊二酸L-谷氨酸L125（三）脫酰胺基作用（三）脫酰胺基作用126（四）非氧化脫氨基反應(yīng)主要在微生物中進(jìn)行1、還原脫氨基（四）非氧化脫氨基反應(yīng)主要在微生物中進(jìn)行1272、脫水脫氨基2、脫水脫氨基1283、裂解脫氨基3、裂解脫氨基129轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨酶種類多、分布廣、活性高但氨基酸沒有真正脫掉氨基氧化脫氨基作用氨基酸氧化酶只有Glu脫氫酶分布廣、活性高，但肌肉缺乏——不是體內(nèi)主要的脫氨基方式轉(zhuǎn)氨基作用130最佳脫氨基的方式是？聯(lián)合脫氨基=轉(zhuǎn)氨基+氧化脫氨基①轉(zhuǎn)氨酶與Glu脫氫酶的聯(lián)合脫氨基肝、腦、腎②嘌呤核苷酸循環(huán)肌肉、腦、腎最佳脫氨基的方式是？131（五）聯(lián)合脫氨基作用α-KG谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶谷氨酸脫氫酶（五）聯(lián)合脫氨基作用α-KG谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶谷氨酸脫氫酶132肌肉、肝、腦、腎中的嘌呤核苷酸循環(huán)肌肉、肝、腦、腎中的嘌呤核苷酸循環(huán)133產(chǎn)物腺苷酸琥珀酸草酰乙酸嘌呤核苷酸循環(huán)谷氨酸α-酮戊二酸轉(zhuǎn)氨酶α-氨基酸α-酮酸NH3NH3天冬氨酸次黃嘌呤核苷酸H2ONH3H2ONAD+NADH+H+腺苷酸延胡索酸蘋果酸谷-草轉(zhuǎn)氨酶H2O反應(yīng)物產(chǎn)物腺苷酸琥珀酸草酰乙酸嘌呤核苷酸循環(huán)谷氨酸α-酮戊二酸轉(zhuǎn)134嘌呤核苷酸循環(huán)

（purinenucleotidecycle）嘌呤核苷酸循環(huán)

（purinenucleotidecyc135（六）氨基酸的脫羧基作用1、直接脫羧基PLP（六）氨基酸的脫羧基作用1、直接脫羧基PLP1362、羥化脫羧基2、羥化脫羧基137蛋白質(zhì)腐敗胺類(amines)的生成組胺、γ氨基丁酸等生理活性物質(zhì)氨(ammonia)的生成

其它有害物質(zhì)的生成苯酚、吲哚、硫化氫等蛋白質(zhì)腐敗胺類(amines)的生成138第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件139第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件140有毒！L-谷氨酸脫氫酶NAD++H2ONADH+H++NH4+α-谷氨酸α-酮戊二酸谷氨酸氧化脫氨(七)氨的轉(zhuǎn)運(yùn)與排泄血氨過高可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒！有毒！L-谷氨酸脫氫酶NAD++H2ONADH+H++NH41411、體內(nèi)氨的來源AminoAcid脫氨基(Deamination)腸道細(xì)菌的腐敗作用與尿素(Urea)的分解腎小管上皮分泌—Gln的分解1、體內(nèi)氨的來源腎小管上皮分泌—Gln的分解142若外環(huán)境NH3大量進(jìn)入細(xì)胞，或細(xì)胞內(nèi)NH3大量積累α酮戊二酸大量轉(zhuǎn)化NADPH大量消耗TCA循環(huán)中斷，能量供應(yīng)受阻，某些敏感器官（如神經(jīng)、大腦）功能障礙表現(xiàn)：語言障礙、視力模糊、昏迷、死亡三羧酸循環(huán)丙酮酸α酮戊二酸2、氨中毒的可能機(jī)制L-谷氨酸脫氫酶NAD++H2ONADH+H++NH4+

α-谷氨酸

α-酮戊二酸？若外環(huán)境NH3大量進(jìn)入細(xì)胞，或細(xì)胞內(nèi)NH3大量積累α酮戊二酸143第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件144血氨正常參考值：5.54～65mol/L降低血氨的措施：

限制蛋白進(jìn)食量給于腸道抑菌藥物給予Glu使其與氨結(jié)合為Gln血氨正常參考值：5.54～65mol/L1453、氨的轉(zhuǎn)運(yùn)Gln合成酶γ谷氨酰磷酸Gln合成酶以中性Gln形式轉(zhuǎn)運(yùn)肝臟3、氨的轉(zhuǎn)運(yùn)Gln合成酶γ谷氨酰磷酸Gln合成酶以中性Gln1464、氨的排泄4、氨的排泄147水生生物直接擴(kuò)散脫氨（NH3）哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素各種生物根據(jù)安全、價(jià)廉的原則排氨直接排氨，不消耗能量；排氨形式越復(fù)雜、越耗能？體內(nèi)水循環(huán)迅速，NH3濃度低，擴(kuò)散流失快，毒性小。？體內(nèi)水循環(huán)較慢，NH3濃度較高，需要消耗能量使其轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)單，低毒的尿素形式。水生生物直接擴(kuò)散脫氨（NH3）哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素各種生物根148鳥類、爬蟲排尿酸均來自轉(zhuǎn)氨不溶于水毒性很小需更多能量為什么這類生物如此排氨？水循環(huán)太慢，保留水分同時(shí)不中毒，付出高能量代價(jià)。高等植物，以Gln/Asn形式儲(chǔ)存氨，不排氨。鳥類、爬蟲排尿酸均來自轉(zhuǎn)氨不溶于水為什么這類生物如此排氨？水1491932年HansKrebs提出尿素循環(huán)(ureacycle)鳥氨酸循環(huán)(ornithinecycle)5、尿素(urea)的生成1932年HansKrebs提出尿素循環(huán)(ureacyc150實(shí)驗(yàn)：動(dòng)物切除肝臟，輸入AA后，血氨濃度升高動(dòng)物保留肝臟、切除腎臟，輸入AA后，血中尿素濃度升高動(dòng)物肝臟、腎臟同時(shí)切除，輸入氨基酸后，血中尿素含量較低，但血氨濃度升高結(jié)論：肝臟是合成尿素的主要器官實(shí)驗(yàn)：151第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件152UreaBiosynthesis-1氨基甲酰磷酸(Carbamoylphosphate)CPS-ⅠAGA（1）氨基甲酰磷酸的合成：氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ

(carbamoylphophatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)(N-acetylglutamaticacid,AGA)UreaBiosynthesis-1氨基甲酰磷酸CPS-153反應(yīng)部位：線粒體蛋白質(zhì)降解轉(zhuǎn)氨反應(yīng)Glu濃度AGA最終促進(jìn)CPSⅠ活性反應(yīng)部位：線粒體蛋白質(zhì)降解轉(zhuǎn)氨反應(yīng)Glu濃度A154第七章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的分解代謝6課時(shí)課件155UreaBiosynthesis-2（2）瓜氨酸的合成(Carbamoylphosphate)(Ornithine)(Citrulline)UreaBiosynthesis-2（2）瓜氨酸的合成(156UreaBiosynthesis-3（3）精氨酸的合成（胞質(zhì)）(Citrulline)(Asp)(Argininosuccinate)(Argininosuccinate)(Arginine)(Fumarate)UreaBiosynthesis-3（3）精氨酸的合成（157第七章蛋白質(zhì)的降解與氨